一种钙矾石胶体为模板剂的保温砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种保温砂浆及其制备方法，特别涉及以钙矾石胶体为模板剂，形成水相均匀的三维网络微孔结构，通过添加胶凝材料、细轻骨料、掺合料和外加剂，制备出一种具有网络微孔结构性能优良的保温砂浆。本发明专利技术保温砂浆具有轻质、高强、低导热系数的特点，可有效提升现有保温砂浆的性能指标。

【技术实现步骤摘要】
一种钙矾石胶体为模板剂的保温砂浆及其制备方法
本专利技术涉及一种保温砂浆及其制备方法，特别涉及以钙矾石胶体为模板剂，形成水相均匀的三维网络微孔结构，通过添加胶凝材料、细轻骨料、掺合料和外加剂，制备出一种具有网络微孔结构性能优良的保温砂浆。本专利技术保温砂浆具有轻质、高强、低导热系数的特点，可有效提升现有保温砂浆的性能指标。
技术介绍
保温砂浆因具有节能利废、保温隔热、防火防冻、耐老化的优异性能以及低廉的价格等特点，不仅适用于新建建筑物,而且适用于即有建筑物有着广泛的市场需求。专利CN200610012729.6公开了一种高效节能玻化微珠保温砂浆，其组分为:水泥,玻化微珠，可再分散性乳胶粉,复合纤维,甲基纤维素醚,引气剂;其中,复合纤维包括耐拉纤维、PP纤维和木纤维。本专利技术具有抗老化性及防火性能,不空鼓开裂,强度高,粘结性能好。专利CN200710019455.8公开了一种胶粉聚苯颗粒保温砂浆，包括胶粉料、EPS颗粒轻骨料和水,胶粉料、EPS颗粒轻骨料和水的质量比是35∶1.5∶250。本专利技术具有干密度轻、导热系数低、耐候稳定性好、耐火等级高的特点,能提高建筑物围护系统的保温性能,降低能源消耗。但是相对于聚苯板、聚氨酯等等有机保温保温材料，保温砂浆的导热系数一般高达0.07~0.085w/m·k，保温效果有限，限制了保温砂浆的应用。为降低传统保温砂浆的导热系数，专利CN201110284999.3公开了一种微发泡改性玻化微珠保温砂浆及其制备方法，依据引气剂和高效减水剂的协同效应，以微发泡方式制成的微发泡玻化微珠保温砂浆。该微发泡玻化微珠保温砂浆由无机胶凝材料、粉煤灰、灰钙粉、可分散胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、引气剂、减水剂、木纤维、聚丙烯纤维、玻化微珠制备而成。本专利技术的微发泡玻化微珠保温砂浆有效地降低了砂浆的导热系数（0.06~0.07w/m·k），提高砂浆的分散性与和易性，更便于施工。以上专利的公开和应用，有利于促进了我国保温砂浆行业的发展，但是保温砂浆导热系数偏高的问题仍然没有得到有效解决，为此，本专利技术提出了一种新的保温砂浆及其制备方法。
技术实现思路
为解决传统保温砂浆存在的不足，本专利技术提出了一种以钙矾石为模板剂的保温砂浆及其制备方法，其包括以下步骤。（1）制备钙矾石胶体。所述钙矾石胶体，由硫酸铝与石灰反应生成或由铝酸钙与石膏反应生成或由钙矾石粉体与水混合而成，优选由硫酸铝与石灰反应生成。所述钙矾石胶体，由硫酸铝与石灰反应生成时，先将硫酸铝溶于水，然后与石灰水在搅拌下混合，生成粘稠的钙矾石胶体。所述钙矾石胶体，由硫酸铝与石灰反应生成时，先将硫酸铝溶于水，硫酸铝与水质量分数为1~50:100；石灰水由生石灰或熟石灰与水混合，优选生石灰与水混合，生石灰与水的质量分数为1~100:100。所述钙矾石胶体为粘稠液，pH值为5~12，优选6~10，特别优选6.5~9。（2）按比例称取胶凝材料、细沙、细轻骨料、掺合料，搅拌均匀，形成预混干料。所述预混干料组成的质量分数比为胶凝材料：细沙：细轻骨料：掺合料=1~30：1~40:2~90：0.1~5。所述的胶凝材料包括水泥、石灰和石膏的一种或几种。所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥，及以上水泥掺合矿渣、粉煤灰、火山灰和石膏形成的复合水泥。所述细轻骨料包括玻化微珠、膨胀珍珠岩、浮石、聚苯颗粒中的一种或几种。所述掺合料包括粉煤灰、灰钙粉、高炉矿渣、火山灰、沸石粉、蛭石粉、硅灰、硅微粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒石粘土、稻壳灰中的一种或几种。（3）将钙矾石胶体和预混干料混合，加入外加剂和纤维增强材料，搅拌得到保温砂浆。所述钙矾石胶体和预混干料混合，加入外加剂和纤维增强材料，其物料质量分数比是：钙矾石胶体：预混干料：外加剂：纤维增强材=10~:1000：10~1000:0.01~1:0.1~10；优选钙矾石胶体：预混干料：外加剂：纤维增强材=50~:200：50~400:0.01~1:0.5~50，特别优选钙矾石胶体：预混干料：外加剂：纤维增强材=100~150:120~300:0.01~1:1~10。所述外加剂包括减水剂、减缩剂、防水剂、增稠剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂中的一种或几种。所述的纤维增强材料包括玻璃纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、木纤维、纤维素纤维、海泡石纤维、水镁石纤维中的一种或几种。首先介绍钙矾石胶体为模板剂制备保温砂浆的机理。模板剂又叫结构导向剂，在微孔化合物生成过程中起着结构模板作用，诱导特殊结构的生成，在沸石分子筛的制备过程中广泛采用有机胺类和季铵离子作为模板剂。钙矾石，又名结晶物水化硫铝酸钙，是一种无色到黄色的矿物晶体，其化学分子为：3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O，其中结晶水的数量与所处环境的温度和湿度有关。自然界中存在钙矾石的天然矿物，不过引起研究人员的重视是其在水泥的水化产物中发现，由水泥水化过程中C—A—H凝胶(水化铝酸钙)与硫酸根离子结合产生结晶物水化硫铝酸钙(简称AFt)，AFt与天然矿物钙矾石的化学组成及晶体结构基本相同，并具有一定的膨胀性，能显著提升混凝土早期强度和抗收缩指标，通常被用来配置早强水泥或膨胀混凝土。通过化学反应可以较为容易地获得钙矾石材料，其反应原理如下：Al2(SO4)·18H2O+6Ca(OH)23CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O还可以通过以下原理获得钙矾石：CaO·Al2O3+2CaO+3CaSO4·2H2O+30H2O3C3A·3CaSO4·32H2O在搅拌条件下，上述反应生成钙矾石长大，成为微小颗粒物，由于水溶液中的钙矾石具有多达32个结晶水，从而使得生成的钙矾石微小颗粒均匀悬浮于水相中而成为一种灰蓝色的具有网络微孔结构粘稠胶体物质。如果视钙矾石为观察主体，则可以认为钙矾石颗粒团聚堆积成松散的网络结构，结构内部填充着水分。试验表明，钙矾石胶体具有较好的稳定性，可以长达数月不沉积于底部，也不会发生重结晶或交联而成为凝胶，同时还有一定的触变性，静置的钙矾石经搅拌后粘度会恢复到初始的水平。简单归纳一下，我们可以发现钙矾石有以下非常独特的优异性质。1）可以提高水泥的早期强度。2）具有膨胀性可以避免水泥硬化过程中的收缩。3）具有良好的胶体性质，可以形成稳定具有微孔结构的粘稠水相胶体物质。4）作为水泥自身的水化产物与水泥有很高的相容性。5）相比有机类模板剂无毒无害，且不需要后期去除。正是基于以上特性，钙矾石胶体被选为本专利技术的保温砂浆的模板剂。钙矾石胶体内部的水相不仅可以促进水泥的水化，同时还能达到水泥浸水养护的效果，钙矾石胶体作为晶种可以促成水泥水化过程中钙矾石的生成，提高水泥水化强度，缩短脱模时间，钙矾石的膨胀性还会抵消混凝土孔洞内部水分蒸发引起的收缩效应。下面详述本专利技术技术方案实施的控制要点和方案的技术特点。步骤（1）所述钙矾石胶体，可以由硫酸铝与石灰反应生成或由铝酸钙与石膏反应生成或由钙矾石粉体与水混合而成。其中铝酸钙与石膏反应生成的方式中，铝酸钙和石膏均不溶于水，两者的水化反应过程较慢，不容易获得细小的钙矾石颗粒，形成钙矾石胶体质量不易控制；钙矾石粉体与水混合生产钙矾石胶体，要求钙矾石粉体有极细的粒度，获得钙矾石胶体可能还有较大颗粒的钙矾石影响胶体的稳定性。而硫酸铝与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以钙矾石为模板剂的保温砂浆及其制备方法，其包括以下步骤：（1）制备钙矾石胶体； 所述钙矾石胶体，由硫酸铝与石灰反应生成或由铝酸钙与石膏反应生成或由钙矾石粉体与水混合而成； 所述钙矾石胶体为粘稠液，pH值为5~12;（2）按比例称取胶凝材料、细沙、细轻骨料、掺合料，搅拌均匀，形成预混干料；所述预混干料组成的质量分数比为胶凝材料：细沙：细轻骨料：掺合料=1~30：1~40:2~90：0.1~5；所述的胶凝材料包括水泥、石灰和石膏的一种或几种；所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥，及以上水泥掺合矿渣、粉煤灰、火山灰和石膏形成的复合水泥；所述细轻骨料包括玻化微珠、膨胀珍珠岩、浮石、聚苯颗粒中的一种或几种；所述掺合料包括粉煤灰、灰钙粉、高炉矿渣、火山灰、沸石粉、蛭石粉、硅灰、硅微粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒石粘土、稻壳灰中的一种或几种；（3）将钙矾石胶体和预混干料混合，加入外加剂和纤维增强材料，搅拌得到保温砂浆；所述钙矾石胶体和预混干料混合，加入外加剂和纤维增强材料，其物料质量分数比是：钙矾石胶体：预混干料：外加剂：纤维增强材=10~:1000：10~1000:0.01~1:0.1~10；所述外加剂包括减水剂、减缩剂、防水剂、增稠剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂中的一种或几种；所述的纤维增强材料包括玻璃纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、木纤维、纤维素纤维、海泡石纤维、水镁石纤维中的一种或几种。...

【技术特征摘要】
1.一种以钙矾石为模板剂的保温砂浆的制备方法，其特征是，该制备过程包括以下步骤：（1）制备钙矾石胶体；所述钙矾石胶体，由硫酸铝与石灰反应生成或由铝酸钙与石膏反应生成或由钙矾石粉体与水混合而成；所述钙矾石胶体为粘稠液，pH值为5~12;（2）按比例称取胶凝材料、细沙、细轻骨料、掺合料，搅拌均匀，形成预混干料；所述预混干料组成的质量分数比为胶凝材料：细沙：细轻骨料：掺合料=1~30：1~40:2~90：0.1~5；所述的胶凝材料包括水泥、石灰和石膏的一种或几种；所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥，及以上水泥掺合矿渣、粉煤灰、火山灰和石膏形成的复合水泥；所述细轻骨料包括玻化微珠、膨胀珍珠岩、浮石、聚苯颗粒中的一种或几种；所述掺合料包括粉煤灰、灰钙粉、高炉矿渣、火山灰、沸石粉、蛭石粉、硅灰、硅微粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒石粘土、稻壳灰中的一种或几种；（3）将钙矾石胶体和预混干料混合，加入外加剂和纤维增强材料，搅拌得到保温砂浆；所述钙矾石胶体和预混干料混合，加入外加剂和纤维增强材料，其物料质量分数比是钙矾石胶体：预混干料：外加剂：纤维增强材料=10~1000：10~1000:0.01~1:0.1~10；所述外加剂包括减水剂、减缩剂、防水剂、增稠剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂中的一种或几种；所述的纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：金承黎，
申请(专利权)人：金承黎，
类型：发明
国别省市：浙江;33